TH550—NQ—Ⅱ耐候钢焊接盘条组织的研究

孙巍巍　戴景杰　王阿敏

摘 要：近年来，耐候钢以其优良的耐腐蚀性而被广泛的应用于各个领域，降低了因钢铁腐蚀而遭受的损耗。耐候钢焊材具有较大的市场需求。文章通过金相组织观察，分析了终轧温度对TH550-NQ-Ⅱ盘条组织的影响。结果表明，终轧温度较高的盘条和温度较低的盘条中都存在夹杂物，这些夹杂物呈现颗粒状或黑色斑点，其中在终轧温度为900℃的试样中，夹杂物主要以为FeO为主。同时在扫描电镜下也能看出温度低的组织更加细化，晶粒的细化能有利于基体提高力学性能和抗裂纹能力。所以850℃终轧所获得的盘条性能会优于900℃所获得的盘条。

关键词：耐候钢；冶金工艺；组织；TH550-NQ-Ⅱ

耐候钢的研究起源于欧美。据德国的学者Daeves记载，发现Cu能提高材料耐腐蚀性的人是Vazie，1822年申请过的专利中描述到将黄铜加入到铸铁中，设备的耐腐蚀性得到了极大的提高，而在其中的Cu含量约为0.07%。1836年Stenge发现含0.2%～0.4%Cu的铁车轨道上的氧化皮不易脱落，覆盖着平滑、紧密、又具有粘附性的锈层。

目前我国的耐候钢主要有三个大的系列：Cu-P-RE系、Cu-P系和Cu-P-Ni-Cr系。Cu-P-RE系列经多年的使用后，显示出其性能好、价格低等特点，这系钢的典型牌号是Q295GNH（即原国标牌号09CuPRE和09CuPTiRE等）。

钢铁工业的发展离不开轧制技术，是其发展取得成果重要因素之一。控轧控冷技术又被称作热机械轧制技术（TMCP），其特点就是将钢材的热变形和相变相结合，具有显著的经济与社会效益。TMCP技术在我国的发展时间较晚，开始于20世纪60年代初年，在变形奥氏体相变机制、强韧化机制、变形奥氏体再结晶规律、微量元素的作用、碳化物析出规律及其定量分析等都取得了巨大成就，在一些方面甚至已经接近或者达到国际的水平。

文章针对耐候钢焊材TH550-NQ-Ⅱ盘条在不同冶金工艺参数下的组织进行研究。通过对其内部组织观察以及成分分析，寻找焊接盘条力学性能存在差异的原因，进一步为优化其冶金工艺参数提供理论依据。

1 实验部分

本试验研究材料为耐候钢焊材TH550-NQ-Ⅱ盘条，直径为5.5mm，控轧控冷过程中终轧温度分别为900℃和850℃。分别切取两种不同终轧温度（900℃、850℃）的焊接盘条的头、尾两个部分，经过切割加工成长度约为10mm的盘条试样。将试样使用XQ-2B金相镶嵌机，加入电木粉进行镶嵌制成金相试样。

2 结果分析

2.1 金相组织分析

终轧温度为900℃、850℃头、尾的显微组织分别如图3-1（a）、（b）、（c）、（d）所示，均是由多边铁素体、贝氏体以及少量珠光体组成。

终轧温度的不同，使其组织的晶粒大小产生一定的差别，终轧温度越低，其晶粒度越小。其原因在于终轧温度越低，再结晶的形核与长大时间越短，导致同样的退火工艺的试样的晶粒度越小。同时，在奥氏体的相变区轧制变形的过程中，引入亚结构和晶体缺陷，在二者的精轧初始温度、精轧区累积变形量等其他工艺参数的变化都相同的情况下，终轧温度较低的850℃终轧工艺所造成的加工硬化缺陷必然会更多；同时发生在未再结晶区奥氏体晶粒内部的回复也会使位错等缺陷减少，而高温终轧要比低温终轧造成回复更加明显。所以低温轧制会引入的缺陷更多，从而细化晶粒。

2.2 夹杂物扫描电镜分析

3 结语

在控轧控冷其它冶金工艺参数不变的情况下，终轧温度为850℃的焊接盘条试样，其平均晶粒度大小头部约为12.60μm，尾部约为11.425μm；终轧温度为900℃的焊接盘条试样，其平均晶粒度头部约为19.53μm，尾部约为16.20μm。相比温度较高的TH550-NQ-Ⅱ盘条，终轧温度较低的TH550-NQ-Ⅱ盘条所获得的晶粒更加细化，使钢的韧性得到提高。

通过能谱仪的分析可以看出，终轧温度较高的盘条和温度较低的盘条其中都存在夹杂物，这些夹杂物呈颗粒状或者呈现出黑色斑点，其均以氧化物为主，其中在终轧温度为900℃的试样中，夹杂物主要以为FeO为主。同时在扫描电镜下也能看出温度低的组织更加细化，从而使所得盘条的抗拉强度与屈服强度降低，延展率升高。

参考文献

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